物理

救急箱のいたるところにある絆創膏は、当然のことと思われがちです。 しかし、すべてのバンドエイドが同じように作られているわけではなく、完璧なバンドエイドを見つけるのは難しいです。粘着力が強すぎるとバンドエイドを剥がすのに痛みを感じたり、粘着力が不十分で傷が治る前に剥がれてしまう可能性があります。 現在、ブラックスバーグにあるバージニア工科大学のマイケル・バートレット氏とその同僚たちは、包帯の難題を解決したかもしれない[1]。 研究チームは、既存の粘着テープを使用して、テープに慎重に配置されたU字型の切り込みにより、テープを表面に強くも弱くも接着でき、見かけの強さはユーザーが剥がすときにテープのどちらの端を引くかによって決まることを示しました。それ。

今日の粘着テープのほとんどは、表面に強く接着されているため剥がすのが難しいか、または弱く接着されていて簡単に剥がすことができます。 研究者らは、強力に接着し、剥がしやすいテープを作りたいと考えています。 このようなテープを使えば、幼児の腕からバンドエイドを破れずに取り外すことができるだけでなく、簡単に開けることができる輸送箱の安全な梱包も可能になる可能性がある。 しかし、両方の性質を 1 つの材料に組み込むことは困難であることが判明しています。

デモンストレーションのために、バートレット氏と彼の同僚は、表面のグリップ力を高めるガムテープや手袋など、すぐに入手できる接着剤にパターンを切り込みました。 研究者らは、幅と高さが数 cm ～ mm の文字 U のような形状の接続された特徴の線を含むカットにテストを集中させました。 レーザーカッターを使用してパターンをテープに切り込みました。

研究チームは、テープの粘着力が米国の引っ張り方向との一致に強く依存していることを発見した。 最も強力な接着力は、テープを引っ張る方向と反対の方向に舌部分が剥がれる端からテープを持ち上げたときに見られました (ビデオ 1)。 このシナリオでは、誰かが動かないようにかかとを押し下げるのと同じように舌が動作し、テープの粘着力が 60 倍増加します。 対照的に、引っ張る方向と舌を持ち上げる方向が一致すると、剥離が容易になり、粘着力も市販のテープと同等になりました (ビデオ 1)。

研究者らはまた、テープを貼った箱に標準セメントレンガを繰り返し落としたり、テープを使って壁に物体を吊るしたりするテストを使用して、テープが重荷重に耐えられるかどうかも調べた。 彼らは、U 字型のガムテープで封をした箱は、レンガの落下による衝撃に 5 回以上耐えたのに対し、模様のないガムテープでは 2 回以上耐えることを発見しました。 また、加工されたテープは、額縁を壁に長時間固定することができました。パターン付き接着剤の場合は 7 日間 (その後、研究者が絵を剥がしました)、既製のバージョンでは 20 分でした。

Bartlett 氏は、U の高さと幅、および相互およびテープの端に対する U の配置を変更することで、接着剤の上部の強度を調整することができたと述べています。 「これにより、高度に調整可能な接着フィルムの興味深い可能性が開かれます」と彼は言います。 デンマークのオーフス大学の材料科学者ミハル・ブジク氏もこれに同意する。 テープの化学的性質を変えることなく、テープの接着特性を簡単に調整できる機能は、「間違いなく影響力を持つでしょう」と彼は言います。 「接着剤研究におけるこの明らかな変化により、新たな道と可能性が開かれます。 非常に有望だと思います。」

バートレット氏は、自身と同僚の切断技術がテープと手袋の接着を調整するのに有効であることを証明したと述べ、チームはそれを他のシステムにも適用する予定であると述べた。 これらには、ロボット グリッパーや長時間装着型血糖値モニターなどの医療機器が含まれます。 「可能性はたくさんあります」と彼は言います。

–サラ・ウェルズ

サラ・ウェルズはボストンを拠点とするフリーの科学ジャーナリストです。

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